变频传动

　　变频传动　　变频传动是一种通过改变输入电源频率的方式来控制交流电动机的技术。使用变频传动的装置一般称为变频器。　　变频器通常分为两部分：整流单元和逆变器。整流单元将交流电转化为直流电。逆变器使用电子开关将直流电转化成需要频率的方波，多此叠加成为近似正弦交流电，驱动电动机。

概述

　　随着现代电力电子器件、智能功率集成模块问世，控制理论及微电子技术的发展使异步电动机的调压变频调速得以顺利实现，从而使交流变频传动广泛应用于国民经济各部门，并正在逐步取代直流传动系统，同时随着大功率自关断器件的日趋完善和以微处理器件为核心的数字控制技术的发展更促进了交流变频传动系统在城市交通车辆中的应用。

变频传动技术在国外的应用情况

　　城市轨道机车在国外发展已有100多年的历史，随着现代技术的应用及发展，其电力传动系统有了很大的变化，其驱动与调速系统由最初的变阻调速发展到斩波器调速，进而发展到应用交流三相异步牵引电动机采用调压变频调速（VVVF）的传动技术。由于这种变频传动技术的优良性，因此目前世界上德、日等发达国家近来研制的地铁和轻轨车辆几乎全部采用交流电传动变频调速技术。而且随着能源、环保与人类的关系越来越密切，采用这种调速技术的机车将会被更广阔的市场及社会所接受。

　　例，根据有关资料记载的德国采用BR120型交流变频传动电力机车试验的结果表明这种性能的机车比直流传动车辆具有以下显著的优点：

　　①.在相同粘重时,牵引力提高30%;

　　②.功率因素高(COSφ可达到1),电网利用率提高30%;

　　③.由于它采用电力电子器件取代了有触点器件,维修费可降低50%;

　　④.无故障运行超过40万KM;

　　⑤.节能显著,采用GTO变频器的交流电传动装置比相同容量使用斩波调速的直流传动装置效率可提高6～7%。

　　目前，世界上德、日等发达国家近年来新研制的地铁和轻轨列车，几乎全部采用交流变频传动技术；而三点式逆变器用于交流传动系统，在德国和日本则已有应用，在1993年德国就已经有成千台用此方案构成的IGBT三点式逆变器用于轻轨电车上。

     在水泥行业的立窑、回转窑风机这样的设备，耗电量极大，起动电流很高，要求变压器有足够大的富余量，同时用电动阀门、挡风板等装置来调节风量， 在风道系统设计时， 为满足生产环境的最大要求，必须留有余量，因此风机的风量和压力往往偏大，功率的偏大设计必然造成能量的浪费。
    在传统的情况中，都是采用阀门来调节风量的，有些也采用旁通阀或者回流阀来解决流量和压力余量过大的问题，这些方法都存在着很大的能量消耗，很多的风机有30～70%的能量是消耗在调节阀的压降上的，不仅造成电能的浪费，工作效率低，而且开动阀门时，还发出啸声和振动，经常发生事故。
    近几年来变频技术的出现，彻底改变了这一状况，实践证明在风机的系统中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节风量和压力的变化用来取代阀门控制风量，能取得明显的节能效果。 1.节能原理 立窑、回转窑上的风机的运行工况由立窑、回转窑的负荷情况决定，根据流体力学理论，电机轴功率P和风量Q、压力H之间的关系为：
    P=K＊H＊Q/η
    其中K为常数；
    η为效率。
    它们与转速N之间的关系为：
    Q1/Q2=N1/N2
    H1/H2=（N1/N2）2
    P1/P2=（N1/N2）3
    图中曲线1为风机在恒速下压力H和流量Q的特性曲线，曲线2是管网风阻特性（阀门开度为100%）。假设风机在设计时工作在A点的效率最高，输出风量Q1为100%，此时的轴功率P1=Q1＊H1与面积AH10Q1成正比。根据工艺要求，当风量需从Q1减少到Q2（例如70%）时，如采用调节阀门的方法相当于增加了管网阻力，使管网阻力特性变到为 2
    曲线3，系统由原来的工况A点变到新的工况B点运行，由图中可以看出，风压反而增加了，轴功率P2与面积BH20Q2成正比，减少不多。
    如果采用变频调速控制方式，将风机转速由N1降到N2，根据风机的比例定律，可以画出在转速N2下压力H和流量Q特性如曲线4所示，可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3将大幅度降低，功率P3（相等于面积CH30Q2）也随着显著减少，节省的功率△P=△HQ2与面积BH2H3C成正比，节能效果是十分明显的。
    由流体力学可知，风量Q与转速的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率P与转速的立方成正比，当风量减少，风机转速下降时，起功率下降很多。
    例如风量下降到80%，转速也下降到80%时，则轴功率下降到额定功率的51%；如风量下降到50%，功率P可下降到额定功率的13%，当然由于实际工况的影响，节能的实际值不会有这么明显，即使这样，节能的效果也是十分明显的。
    因此在有风机、水泵的机械设备中，采用变频调速的方式来调节风量和流量，在节能上是一个最有效的方法。
节能系统：
    综上所述，只要正常生产过程中电动阀门的开度在85%以下，在安装节能系统之后，我们预计节能率应在30%以上。同时节能系统还具有以下优点：
    1．采用死循环控制系统，可靠性，精确度，稳定性都有很大提高。
    2．实现电机软起动，消除电机起动电流的冲击，延长机械设备的使用寿命。
    3．SAJ8000变频器采用向量控制，具有采用本公司独特的通用向量控制，发挥超群的力矩特性。
·内装制动晶体管外接制动电阻，便可得到很大的制动力。
·保护功能更加充实
·内装浪涌电流抑制回路
·接地保护万无一失的效果。 
    高速电流限制功能， 抑制了过电流抖动（额定电流的200%以上）。 使无抖动运行（瞬停再启动运
行、失速防止功能，异常复位再试等）更上一个台阶。

    三晶变频器完全能够满足水泥行业风机节能的要求，而且效果非常明显，得到了广大用户的一致认可。说明我们的产品是值得大家信赖的。